5-氮杂胞苷是一种胞嘧啶核苷类似物,目前临床上用于治疗骨髓发育不良综合症。但其在临床应用中存在许多缺点,如脂溶性差从而难以透过细胞膜、在血浆中自发水解和容易被胞苷脱氨酶分解等缺点。利用5-氮杂胞苷的酰化反应可获得其单酯类衍生物,此类衍生物通过调节修饰基团碳链的长短可以合理增加药物的脂溶性,较之原药极有可能具有更高的生物利用度。此外,5-氮杂胞苷的酰化反应也是核苷化学中重要的基团保护反应之一,因此该反应具有广阔的应用前景。然而,目前核苷类药物的酰化主要采用化学法,存在区域选择性差,反应步骤复杂,环境不友好等诸多问题。迄今,尚未见酶法催化5-氮杂胞苷酰化反应的相关报道。基于以上情况,本论文首次探讨了酶促5-氮杂胞苷与一系列不同链长的脂肪酸乙烯酯区域选择性酰化反应的可行性,并对比研究了不同反应介质中各影响因素对Novozym 435催化5-氮杂胞苷区域选择性酰化反应的影响规律,阐明了不同介质中酶催化反应的特性,此外,建立一种新型的高效高选择性的合成5-氮杂胞苷单酯产物的酶法反应体系。 Novozym 435是一种来源于南极假丝酵母Candida antarctica的固定化脂肪酶,其能够在有机溶剂介质中高效地催化5-氮杂胞苷与不同的脂肪酸乙烯酯的酰化反应。经核磁共振波谱分析,反应的区域选择性高达99％以上,产物为5-氮杂胞苷5-脂肪酸酯。 反应介质的种类和组成对酰化反应的初速度和底物转化率有显著影响,但对反应的区域选择性影响甚微。在不同纯有机溶剂中,Novozym 435催化5-氮杂胞苷的脂肪酰化效果相去甚远。Novozym 435促5-氮杂胞苷与月桂酸乙烯酯区域选择性酰化反应的最适酶量、最适有机溶剂、酰基供体与5-氮杂胞苷的摩尔比、初始水活度和反应温度分别为500U/mL、吡啶、30:1、0.07和50℃；在上述条件下,反应初速度和底物最大转化率分别高达0.58 mmol/L·min和95.5％。 与纯有机溶剂吡啶相比,脂肪酶Novozym 435在正己烷/吡啶混合溶剂中催化5-氮杂胞苷脂肪酰化反应的底物转化率有所提高。Novozym 435催化5-氮杂胞苷脂肪酸酰化反应的最适酰基供体、酶量、混合溶剂、最适底物摩尔比、初始水活度和反应温度、分别为丁酸乙烯酯、50U/mL、40％正己烷/吡啶(v/v)、10:1、0.07、50℃和。在上述最优条件下,该反应的初速度、底物转化率和区域选择性为0.65 mmol/L·min、99.0％和>99％。另外,Novozym 435在正己烷/吡啶混合溶剂中比在纯吡啶溶剂中的稳定性增加。以混合溶剂为反应介质,可大大降低反应所需的酶量(50U/mL vs 500U/mL)及酰基供体与5-氮杂胞苷的摩尔比(10 vs 30)。本研究不仅丰富了酶学基础理论知识,还开辟了一条可用于5-氮杂胞苷高效、高区域选择性酰化的新途径。